[发明专利]金属有机化合物

说明书

本发明涉及金属有机化合物，尤其那些用于应用诸如化学射束取向生长，MOVPE或ALE之类的汽相取向生长技术生长半导体层的金属有机化合物。

用于半导体生长的金属有机前体通常由诸如烷基卤化镁RMgX或烷基锂化合物之类的格氏试剂与金属卤化物反应来合成。格氏试剂的生成及其相应的与金属卤化物形成前体的反应在一种含氧溶剂(通常为醚)中进行。然后进行纯化以便将含氧的醚溶剂和其它杂质从金属有机前体中脱除。

不幸的是残余量的醚会导致由以上所制备的前体生长的半导体结构出现氧污染，从而对半导体结构的性能产生有害的影响。

金属有机胺加合物例如已在Henrickson C.H.等人(InorganicChemistry，vol.7，no 6 1968，p1047-1051)和Stevens，L.G.等人(Journalof Inorganic and Nuclear Chemistry，vol.26，1964，p97-102))的一些报道中公开。

本发明的目的在于提供一种可克服上述缺点的制备金属有机化合物的方法。

按照本发明，提供了由格氏试剂与金属卤化物反应制备金属有机化合物的方法，其特征在于所说的反应在一种胺溶剂中进行。

本发明的方法中使用的格氏试剂优选是在一种胺溶剂，尤其是用来制备金属有机化合物的胺中制备。

所使用的胺优选为叔胺，比如烷基叔胺或叔杂环胺。本发明中使用的胺在室温，通常18～20℃下优选为液体。本发明中使用的叔烷基胺优选是具有以下的分子式：其中R¹，R²和R³为含1～4个碳原子的烷基，且R¹，R²和R³可以是相同基团或R¹，R²和R³中的两个可以相同。本发明中使用的烷基胺优选为三乙基胺和二甲基乙基胺。

本发明中使用的合适的杂环胺包括吡啶，2H-吡咯，嘧啶，吡嗪，哒嗪，1，3，5-三嗪和六氢三嗪。

格氏试剂可用任何合适的方法，通常由镁与烷基卤化物反应制备，其中的烷基是金属有机化合物所需要的烷基。

按照本发明所制备的金属有机化合物包括第II族，第III族和第V族金属的烷基化合物。这些化合物的例子包括二烷基锌，二烷基镉。三烷基铝，三烷基镓，三烷基铟，三烷基磷，三烷基砷和三烷基锑。

据认为，本发明中的方法导致金属有机化合物与胺形成加合物。这种加合物的形成允许可挥发性的金属和非金属微观杂质从金属有机化合物中脱除。杂质很容易通过蒸馏从加合物中脱除。加合物通过除去胺(例如通过加热)加以分解，以便为一些目的(如作为MOVPE或CBE的前体)提供单独的金属有机化合物。另外，通过MOVPE，CBE和其它气相取向生长技术，加合物本身也可以用作例如第III-V族或II-VI族金属层(如砷化镓，砷化铝镓和硒化锌)的沉积的前体。

本发明中的优选方法包括以下步骤：1.在NR₃溶剂中合成RMgX；2.将MCl₃悬浮在戊烷中；3.将RMgX加入MCl₃的NR₃/戊烷溶液中；4.通过蒸馏脱除可挥发性物质并分离出MR₃(NR₃)；5.从MR₃(NR₃)中除去挥发性杂质；6.加合物的分离或MR₃(NR₃)的热分解并由分馏脱除NR₃配体。

本发明将通过下面的实施例来进行进一步的描述。以下所述各反应均采用由标准纯化方法进行干燥和脱氧的试剂在常压的干燥无氧氮气中进行。

                         实施例1

本实例阐述采用三乙基胺为溶剂来生成三异丙基镓。

将异丙基溴(i-PrBr，280g，2.3mol)滴加到镁金属屑(60g，2.5mol)在三乙基胺(NEt₃，1000cm³)中的搅拌悬浮液中，制得异丙基溴化镁(i-PrMgBr)的三乙胺溶液。反应剧烈放热。如果加入碘晶体，则反应更易开始。滴加完i-PrBr后，将反应混合物于室温下搅拌4小时。